半导体IC制造工艺流程简介

NH4OH/ H2O2/H2O
NH4OH/ H2O2/H2O
HCL/ H2O2/H2O
硫酸/过氧化氢/去离子水 氢氟酸/水溶液（不能去除铜）
H2SO4/ H2O2/H2O
HF/ H2O
氢氟酸/水溶液（不能去除铜）
HF/ H2O
缓冲氢氟酸
NH4F/ HF/ H2O
半导体制造工艺流程
RGA清洗
半导体制造工艺流程
半导体制造工艺流程
沾污控制
厂房： ➢净化间布局 ➢气流原理 ➢空气过滤 ➢温度和湿度 ➢静电释放
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厂房布局
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气流原理
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微环境
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硅片清洗方法分类
①湿法清洗
湿法清洗采用液体化学溶剂和DI水氧化、蚀刻和溶解晶片表 面污染物、有机物及金属离子污染。通常采用的湿法清洗有 RCA清洗法、稀释化学法、 IMEC清洗法、单晶片清洗等.
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喷雾清洗
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刷洗器
硅片刷洗是去除硅片表面颗粒的一种有效的方法。刷洗在 化学机械抛光(CMP)后广泛运用，因为化学机械抛光产生 大量的颗粒。刷洗能去除直径2微米或更小的颗粒。
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刷洗器设备
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水清洗
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水清洗
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有机物
金属（不含 铜）
自然氧化层
SC-1 (APM) SC-2 (HPM) Piranha(SPM)
DHF DHF BHF
化学配料描述
（所有清洗随后伴随去离子水 化学Βιβλιοθήκη Baidu子式
清洗）
硫酸/过氧化氢/去离子水
H2SO4/H2O2/H2O
氢氧化铵/过氧化氢/去离子水 氢氧化铵/过氧化氢/去离子水
盐酸/过氧化氢/去离子水
每种污染物对IC 制程都有不同程度的影响，通常在晶片表面 形成有机物薄膜阻止清洗液到达晶片表面。因此有机物的去 除常常在清洗工序的第一步进行。
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自然氧化层沾污
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ESD沾污
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ESD沾污
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沾污源与控制
1>. 空气 2> . 人 3>. 厂房 4>. 水 5>. 工艺用化学品 6>. 工艺气体 7>. 生产设备
②干法清洗 干法清洗采用气相化学法去除晶片表面污染物。气相化学法 主要有热氧化法和等离子清洗法等，清洗过程就是将热化学 气体或等离子态反应气体导入反应室，反应气体与晶片表面 发生化学反应生成易挥发性反应产物被真空抽去。
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硅片湿法清洗化学品
沾污
名称
颗粒
Piranha(SPM) SC-1 (APM)
金属沾污
来源：离子注入、各种器皿、管道、化学试剂
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金属沾污
途径： ➢通过金属离子与硅片表面的氢离子交换而被束缚在 硅片表面； ➢被淀积到硅片表面。
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金属沾污
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有机物沾污
有机物杂质在IC制程中以多种形式存在，如人的皮肤油脂、 净化室空气、机械油、硅树脂真空脂、光致抗蚀剂、清洗溶 剂等。
半导体制造工艺流程
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RGA清洗
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RGA清洗
典型的硅片湿法清洗顺序：
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清洗步骤 H2SO4/H2O2（Piranha） UPW清洗（超纯水）
HF/ H2O UPW清洗 NH4OH/ H2O2/H2O（SC-1） UPW清洗
HF/ H2O UPW清洗 HCL/ H2O2/H2O（SC-2） UPW清洗
中国芯技术系列
半导体制造工艺流程概述
技术创新，变革未来
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沾污类型
沾污经常会造成电路失效，沾污类型主要包括如下： ➢颗粒 ➢金属 ➢有机物 ➢自然氧化层 ➢静电释放（ESD）
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颗粒沾污
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颗粒沾污
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颗粒沾污
最小颗粒 0.1微米
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兆声清洗
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喷雾清洗
在喷雾的清洗的技术中，湿法清洗化学品被喷射到置于旋 转密封内片架的硅片上。每个清洗的步骤后，去离子水清 洗溶液被喷射到硅片上，并且对去离子水的电阻率进行监 控，以确定何时所有的化学物都被去除。喷射腔在工艺过 程中被密封以隔离化学物和他们的蒸汽。完成清洗和清洗 循环之后，腔体充入加热的氮气洗涤，并加速旋转以甩干 硅片。
HF/ H2O UPW清洗 干燥
目的 有机物和金属
清洗 自然氧化层
清洗 颗粒
清洗 自然氧化层
清洗 金属
清洗 自然氧化层
清洗 干燥
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去离子水补给和精加工回路
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湿法清洗设备
1 兆声 2 喷雾清洗 3 刷洗器 4 水清洗 5 硅片甩干
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兆声
兆声 结合SC-1用的最为广泛的一个湿法清洗技术是兆声清洗。 兆声清洗在清洗的工艺中采用接近1M的兆声能量。这种工艺 在更低的溶液温度下实现了更有效的颗粒去除即，使液温下降 到40℃也能得到与80℃超声清洗去除颗粒的效果，而且又可避 免超声清洗对晶片产生损伤。
水清洗
半导体制造工艺流程
水清洗
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硅片甩干
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干法清洗
中国芯技术系列
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